Manual de correção do fator de potência

Excedente reativo - efeitos nas redes e instalações

Baixos valores de fator de potência são decorrentes de quantidades elevadas de energia reativa. Esta condição resulta em aumento na corrente total que circula nas redes de distribuição de energia elétrica da Concessionária e das unidades consumidoras, podendo sobrecarregar as subestações, as linhas de transmissão e distribuição, prejudicando a estabilidade e as condições de aproveitamento dos sistemas elétricos, trazendo inconvenientes diversos.

Perdas na rede

As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa,estabelece-se uma relação direta entre o incremento das perdas e o baixo fator de potência, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos.



A tabela seguinte mostra a diminuição das perdas anuais em energia elétrica de uma instalação com consumo anual da ordem de 100 MWh, quando se eleva o fator de potência de 0,78 para 0,92.



Obs.: As perdas são inversamente proporcionais ao quadrado do fator de potência.



Quedas de tensão

O aumento da corrente devido ao excesso de reativo leva a queda de tensão acentuada, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a sobrecarga em certos elementos de rede.

Esse risco é, sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente solicitada.

As quedas de tensão podem provocar ainda, diminuição da intensidade luminosa nas lâmpadas e aumento da corrente nos motores.



Sub utilização da capacidade instalada

A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua utilização, condicionando a instalação de novas cargas a investimentos que seriam evitáveis se o Fator de Potência apresentasse valores mais altos.

O "espaço" ocupado pela energia reativa poderia ser então utilizado para o atendimento a novas cargas.

As figuras a seguir, dão uma idéia da conseqüência do aumento do fator de potência, de 0,85 para 0,92, no fornecimento de potência ativa para cada 1.000 kVA instalado. A redução da potência reativa, de 527 kvar para 392 kvar, permite ao sistema elétrico aumentar de 850 kW para 920 kW a sua capacidade de fornecer potência ativa, para cada 1.000 kVA instalado.



Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente aos transformadores e condutores necessários.

O transformador a ser instalado deve atender à potência ativa total dos equipamentos utilizados mas, devido à presença de potência reativa, sua capacidade deve ser calculada com base na potência aparente das instalações.

A tabela abaixo mostra a potência total que deve ter o transformador, para atender uma carga útil de 800 kW para fatores de potência crescentes.



Também, o custo dos sistemas de comando, proteção e controle dos equipamentos, crescem com o aumento da energia reativa.

Da mesma forma, para transportar a mesma potência ativa sem aumento de perdas, a seção dos condutores deve aumentar na medida em que o fator de potência diminui.

A tabela seguinte ilustra a variação da seção necessária de um condutor em função do Fator de Potência. Nota-se que a seção necessária, supondo-se um Fator de Potência 0,70, é o dobro da seção para Fator de Potência 1,00.

A correção do Fator de Potência por si só já libera capacidade para instalação de novos equipamentos, sem a necessidade de investimentos em transformador ou a substituição de condutores para esse fim especifico.

É o que mostra a tabela a seguir, ilustrando o aumento do fator de Potência de 0,80 para 0,92 em uma instalação genérica, com potência de transformação de 315 kVA.



VARIAÇÃO DA SEÇÃO DO CABO EM FUNÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA



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